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Armazenamento de energia por ar comprimido (CAES)

1978
Caverna de sal subterrânea para armazenamento de energia de ar comprimido em aplicações termodinâmicas.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Armazenamento de energia por ar comprimido (CAES) is a método Armazenar energia gerada em um determinado momento para uso posterior. Em escala de utilidade pública, a energia é armazenada comprimindo o ar e armazenando-o em um reservatório subterrâneo, como uma caverna de sal. Quando a eletricidade é necessária, o ar pressurizado é aquecido e expandido em uma turbina, acionando um gerador.

As usinas CAES operam em dois modos: compressão (carregamento) e expansão (descarregamento). Durante o carregamento, normalmente à noite, quando os preços da eletricidade são baixos, um motor elétrico Um compressor aciona o ar para pressurizá-lo, que é então injetado em uma grande caverna subterrânea de armazenamento. O processo de compressão do ar gera uma quantidade significativa de calor. Em sistemas CAES diabáticos convencionais, esse calor é tratado como resíduo e dissipado na atmosfera. Durante a descarga, o ar comprimido é liberado da caverna, aquecido com um combustível como gás natural (para aumentar seu volume e produção de energia) e, em seguida, expandido por meio de uma turbina para gerar eletricidade. A necessidade de gás natural reduz a eficiência geral e o benefício ambiental. Projetos mais avançados, conhecidos como CAES adiabáticos (A-CAES), visam armazenar o calor da compressão em um reservatório. armazenamento de energia térmica meio e usá-lo para reaquecer o ar durante a expansão, eliminando a necessidade de combustíveis fósseis e aumentando significativamente a eficiência de ida e volta de ~40-50% para sistemas diabáticos para um valor teórico >70% para sistemas adiabáticos.

UNESCO Nomenclature: 3322
Termodinâmica

Tipo

Sistema físico

Interrupção

Incremental

Uso

Nicho/Especializado

Precursores

  • A lei de Boyle e o lei dos gases ideais
  • invenção do compressor de ar
  • desenvolvimento de turbinas a gás
  • técnicas de levantamento geológico para identificar cavernas subterrâneas adequadas

Aplicações

  • armazenamento de energia em escala de serviços públicos
  • Deslocamento de carga para redes elétricas
  • fornecendo capacidade de reserva para a estabilidade da rede
  • integration of large-scale wind farms

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • isothermal caes systems that aim to compress and expand air at a constant temperature
  • underwater caes using pressão hidrostática of the sea
  • small-scale caes systems using above-ground pressure vessels
  • hybrid caes-battery systems for combined power and energy services
  • using depleted gas fields as storage reservoirs
  • advanced adiabatic caes with high-temperature thermal storage
  • co-location with industrial plants to utilize waste heat
  • liquid air energy storage (laes) as a criogênico variant
  • caes systems integrated with direct air capture of co2
  • mobile caes units for temporary power needs
Relacionado a: CAES, ar comprimido, armazenamento de energia, caverna subterrânea, turbina, compressor, deslocamento de carga, armazenamento em rede, diabático, adiabático.

Contexto histórico

Armazenamento de energia por ar comprimido (CAES)

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1974
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1978
1980
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1972
1974
1975-06-01
1980
1980
1980
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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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